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LHC@home
LHC@home stellt Rechenzeit für den Large Hadron Collider (LHC) am CERN bereit – den größten Teilchenbeschleuniger der Welt. Freiwillige helfen dabei, die Teilchenstrahlen im Beschleuniger zu simulieren und theoretische Vorhersagen mit echten Kollisionsdaten zu vergleichen.
01Über das Projekt
Der Large Hadron Collider ist ein 27 Kilometer langer Teilchenbeschleuniger am CERN bei Genf, in dem Protonen nahezu auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zur Kollision gebracht werden. LHC@home nutzt seit 2004 die Rechenzeit von Freiwilligen, um diesen Beschleuniger und die an ihm gewonnenen Daten zu untersuchen – damit gehört es zu den ältesten noch aktiven BOINC-Projekten überhaupt.
Ursprünglich liefen dafür zwei getrennte Plattformen: die klassische Beschleuniger-Simulation und, ab 2011, eine zweite Plattform für virtualisierte Physik-Simulationen. 2016 wurden beide unter dem Namen LHC@home zusammengeführt. Heute laufen mehrere unabhängige Anwendungen parallel auf derselben Infrastruktur.
02Die vier Anwendungen
Wer LHC@home installiert, kann wählen, welche der folgenden Anwendungen der eigene Rechner bearbeitet:
SixTrack
Die ursprüngliche Anwendung seit 2004: simuliert die Bahn von Teilchen im Beschleunigerring über Millionen Umläufe, um Strahlstabilität zu prüfen und den LHC sowie geplante Ausbaustufen zu optimieren. Läuft nativ, ohne Virtualisierung, und läuft auf den meisten Betriebssystemen.
Test4Theory
Simuliert hochenergetische Teilchenkollisionen auf Basis des Standardmodells der Teilchenphysik mit Monte-Carlo-Methoden. Die Ergebnisse werden mit echten Kollisionsdaten aus dem LHC verglichen, um theoretische Modelle zu prüfen und zu verfeinern. War die erste BOINC-Anwendung, die dafür eine virtuelle Maschine (CernVM) nutzte.
ATLAS@home
Unterstützt die Simulationsarbeit für das ATLAS-Experiment, einen der großen Teilchendetektoren am LHC, der 2012 an der Entdeckung des Higgs-Bosons beteiligt war.
CMS@home
Übernimmt dieselbe Aufgabe für das CMS-Experiment (Compact Muon Solenoid) – den zweiten großen Detektor, der unabhängig zur Higgs-Entdeckung beitrug.
03Warum das für CERN wertvoll ist
Was LHC@home von vielen anderen BOINC-Projekten unterscheidet: Bei den virtualisierten Anwendungen läuft auf dem heimischen Rechner ein Ausschnitt derselben Software, mit der die Forschungsteams von ATLAS, CMS und der Theoriegruppe auch auf den CERN-eigenen Rechenzentren arbeiten. Freiwillige liefern damit reale, nutzbare Simulationsergebnisse – keine vereinfachte Abwandlung.
Der Nutzen ist doppelt: Zum einen lässt sich der physische Beschleuniger selbst nur begrenzt oft testen und umbauen, entsprechend wertvoll sind Simulationen seiner Strahlphysik. Zum anderen entstehen bei echten Kollisionen im LHC weit mehr Ereignisse, als sich mit den Rechenzentren am CERN allein mit Theorie-Vorhersagen abgleichen ließen – zusätzliche Rechenleistung aus aller Welt schließt diese Lücke.
Das war LHC@home – Beschleuniger- und Teilchenphysik-Simulationen für CERN. Im nächsten Teil dieser Seite geht es um ein weiteres BOINC-Projekt, an dem ich mich beteilige.